[发明专利]一种埋地钢质长输油气管道综合外检测装置

说明书

一种埋地钢质长输油气管道综合外检测装置，属于管道检测技术领域。通过远程通讯功能实现远程配置参数和状态数据交互，提高测量效率；交流信号发射机和中断器均在GPS时间同步控制下，分时发送信号，不会造成信号互相干扰，提高了测量的准确性；交流信号发射机发射的是单一频率的信号，发射机电路结构简单，体积重量较小；交流信号发射机发射的信号频率大于100Hz，与中断器频率相差较大，相互干扰较小，容易通过硬件和软件滤波进行分离；采用磁敏传感器芯片代替电磁感应线圈，体积和重量均大大减小，频率响应范围扩展10倍以上；采用同步解调电路，提高了信噪比和测量精度；单人使用2根探杖即可完成测量，无需使用A字架，节省人力，提高工作效率。探杖内有姿态传感器，能够提示用户将探杖垂直于地面，提高管道埋深数据的测量准确度。

技术领域

本发明属于管道检测技术领域，特别涉及一种埋地钢质长输油气管道综合外检测装置。

背景技术

管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输业之一，已成为现代工业和国民经济的命脉，目前国内长输油气管道长度累计已超过17万公里，管道建设里程不断增加，有效保证了国家能源安全及需求，长输油气管道运输己在我国国内能源工业中占据了极其重要的地位。

随着管道事业的不断发展，管道腐蚀问题也越发严重，管道腐蚀不仅仅带来巨大的经济损失也对人身安全造成极大地威胁。为了避免管道腐蚀，通常采用外涂防腐层和阴极保护两种方法，彻底地防止埋地管道发生腐蚀。

实践中，对长输埋地钢质管道外腐蚀防护系统的检测主要以地面非开挖检测为主，常见的检测方法主要有：直流电位梯度法（DCVG）、交流电位梯度法（ACVG）、多频管中电流法（ACCA）、密间隔电位测试法（CIPS）以及CIPS／DCVG联合检测技术等。很多检测公司采用多种检测方法开展检测，获取更多数据，再依据相关标准分析和评价。

目前的管道外检测设备，至少由交流信号发射机、中断器、数据采集仪、探杖、A字架、探管仪组成。交流信号发射机的输出电极分别接管道和大地，发射连续的交流低频信号。为了实现缺陷点指向和缺陷水平评估，采用3种以上频率混频的输出信号。其中两种较低频率的信号用于缺陷点指向，频率值为4Hz、8Hz或者3Hz、6Hz。较高频率的信号用于缺陷水平评估测量，根据现场环境情况设置合适的频率，频率值从数十Hz到数十kHz。探管仪接收交流发射机发射的交流信号，寻找管道走向和中心线位置，并测量管道埋深和管道电流值。A字架用于测量防腐层破损点位置的缺陷水平，通过电缆与探管仪相连。使用时，插入地面，在探管仪上可显示出两探针之间的交流电位差，并指出缺陷点相对于当前位置的方向。中断器连接在恒电位仪和管道之间，用于定时断开和接通阴极保护电压，供外检测设备测量电位参数。中断器的通断周期从1秒到1分钟不等，占空比根据现场环境情况设置。探杖用于测量阴极保护电压值，下端安装有参比电极，使用时接触地表，作为输入信号的负极，另外用一根导线通过管道测试桩连接管道金属部分作为输入信号的正极，测出的电压值为管道的阴极保护电位。数据采集仪通过电缆连接探杖，并且通过无线方式与探管仪通讯，取得测量数据。

综上所述，现有的管道外检测设备存在以下缺点与不足：

(1)由于中断器和交流信号发射机的安装位置与测量人员的距离较远，在现场测量环境发生变化时，无法实时修改中断器和交流信号发射机的参数，影响测量效率。

(2)交流信号发射机的部分输出信号频率与中断器信号频率接近且在时间上同时连续存在，造成信号互相干扰，影响测量的准确性。

(3)交流信号发射机发射的是复合频率的信号，造成发射机电路结构复杂，体积重量较大。

(4) 探管仪采用电磁感应线圈作为交流信号接收传感器，体积重量均较大。

(5) 探管仪接收信号与交流信号发射机的输出信号在时间上不相关，信号的噪声较大。

(6) 现场需要2人以上协同完成测量，劳动强度高，人工效率低。

发明内容